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| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 3 | N. 2 | julio - diciembre | 2024 | ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174
Efecto del plasma frio en la eliminación de
microorganismos patógenos en la carne de cerdo
Effect of cold plasma on the elimination
of pathogenic microorganisms in pork
Recibido: 26 de junio de 2024 | Revisado: 07 de agosto de 2024 | Aceptado: 18 de noviembre de 2024
Fredy Aníbal Alvarado Zambrano
1
Abstract
The objective was to evaluate the effect of cold plasma on pork obtained
from the food market of the city of Huaraz and exposed to different levels of
time and temperature of the cold plasma, for the elimination of pathogenic
microorganisms, physicochemical and organoleptic. A sample of 5 kilos of
pork from the Huaraz market was used, applying the Completely Randomized
Block Design (DBCA) with a factorial arrangement of 3 x 2, (exposure to cold
plasma equal 5, 10 and 15 minutes and plasma temperature of 25, 30 degrees
Celsius); the analysis and statistical treatment of the data was through ANOVA.
The results did not show any statistically significant difference between the
times and temperatures of exposure, eliminating pathogenic microorganisms
and maintaining the physicochemical components unchanged and the sensory
attributes of smell, color, general appearance and texture. It is concluded that
the use of cold plasma as an emerging technology has a significant effect on the
elimination of microorganisms in pork, without representing a biological hazard
and ensuring its safety for human consumption.
Keywords: Cold plasma, microorganism elimination, physical, chemical and
organoleptic changes, pork quality.
Resumen
Este artículo es de acceso abierto distribuido
bajo los terminos y condiciones de la licencia
Creative Commons Attribution-
NonCommercial- ShareAlike 4.0 International
1 Escuela Universitaria de Posgrado – UNFV. Lima, Perú
Correo: falvaradoz@unasam.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-7213-656X
https://doi.org/10.62428/rcvp2024321895
El objetivo fue evaluar el efecto del plasma frio en la carne de cerdo obtenido
del mercado de abastos de la ciudad de Huaraz y expuesto a diferentes niveles
de tiempo y temperatura del plasma frio para la eliminación de microorganismos
patógenos y evaluación de los cambios fisicoquímicos y organolépticos. Se
utilizó una muestra de 5 kilos de una carne de cerdo del mercado de Huaraz,
aplicándose el Diseño Bloque Completamente Aleatorio (DBCA) con
arreglo factorial de 3 x 2, (exposición al plasma frío igual 5, 10 y 15 minutos
y la temperatura del plasma de 25 y 30 grados centígrados); el análisis y
tratamiento estadístico de los datos fue mediante el ANOVA. Los resultados
no mostraron diferencia significativa estadísticamente entre los tiempos y
temperaturas de exposición, eliminándose los microorganismos patógenos
y manteniéndose inalterados los componentes fisicoquímicos y los atributos
sensoriales de olor, color, apariencia general y textura. Se concluye que el uso
del plasma frío como una tecnología emergente tiene un efecto significativo
en la eliminación de microorganismos en la carne de cerdo, sin representar
un peligro biológico y asegurando su inocuidad para el consumo humano.
Palabras Clave: Plasma frío, eliminación de microorganismo, cambios físico
químicos y organolépticos, calidad de carne de cerdo.
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Introducción
La inocuidad forma parte del concepto de
calidad de un alimento, junto con otros atributos
sensoriales y nutricionales. Sin embargo, a diferencia
de lo que puede ser un atributo sensorial (color de la
carne, textura, etc.), la inocuidad es un atributo oculto
(no se puede detectar a través de los sentidos) e implícito
(ninguna persona desea consumir un alimento que le
haga daño a la salud). En los alimentos pueden existir
peligros biológicos, químicos y físicos capaces de
causar daño a la salud del consumidor. En este caso
el alimento actúa como vehículo, desencadenando las
llamadas Enfermedades de Trasmisión Alimentaria
(ETA), las que se definen cuando dos o más personas
sufren una enfermedad similar después de ingerir un
mismo alimento, al que los análisis epidemiológicos
señalan como el origen de la enfermedad, lo que luego
es confirmado por el laboratorio.
Almeida et al. (2015) reporta 3 232 brotes de
ETA con 230 141 individuos afectados y 317 fallecidos.
Solo el 12% de los brotes estuvieron asociados a las
carnes rojas. La carne presenta ciertas características
intrínsecas, tales como pH próximo a la neutralidad,
elevada actividad del agua, y alto contenido de nutrientes,
que predisponen la presencia y crecimiento de peligros
biológicos, como por ejemplo bacterias patogénicas,
que tienen la capacidad de producir enfermedades
en los seres humanos. La carne contaminada con
patógenos tiene una apariencia organoléptica totalmente
normal y la presencia de peligros microbiológicos
pasa desapercibida por el ojo y olfato humano. A nivel
internacional, Escherichia coli O157:H7 y Listeria
monocytogenes, asociados a hamburguesas y carnes
listas para consumir, respectivamente, han sido dos
de los patógenos que mayor atención han recibido por
parte de la investigación debido a la alta probabilidad de
causar problemas en la salud de los consumidores. La
contaminación de la carne con patógenos se caracteriza
por ser baja, impredecible y distribuida heterogéneamente
dentro del producto o lote, por lo que el procedimiento
de toma de muestras y análisis no asegura la inocuidad
del producto y brinda una idea de falsa seguridad. Dentro
de este enfoque tradicional, tanto los productores como
los consumidores, históricamente no han cumplido
con un rol preponderante en el aseguramiento de la
inocuidad de carnes. A nivel internacional, a partir de
la década del 80 y hasta el presente, ha sido común
escuchar sobre brotes de enfermedades en personas
asociados al consumo de alimentos contaminados
durante la producción primaria, fundamentalmente a
través de las heces de los animales, el agua o el alimento.
Por ejemplo, la Encefalopatía Espongiforme Bovina
(EEB) o mal de las vacas locas asociado al suministro
de proteína de rumiantes a ganado vacuno en Europa,
y recientes problemas de contaminación de hortalizas
frescas (lechuga, tomate) con patógenos (Salmonella
sp, E. coli O157:H7) en Estados Unidos, han llevado a
la necesidad de reconsiderar el enfoque tradicional de
inocuidad de alimentos.
Borgoño (2019) indica que a partir del año
2005 se reporta un incremento de brotes de ETA en el
país, el número de brotes superó en un 30 % al año en
mención; situación que se debería hacer fortalecimiento
de la vigilancia a nivel nacional. Los departamentos
de Lima, Cusco y Cajamarca notificaron el mayor
número de brotes de ETA en el país, acumulando el
41,9 % del total nacional. En el periodo 2018-2019,
del 07 al 13 de abril 2019 comprendido como semana
epidemiológica 15 (SE15), los brotes de ETA fueron
distribuidos en 19 departamentos, 49 provincias y
63 distritos a nivel nacional. Hasta la SE15-2019,
fueron notificados 22 brotes de ETA en el país, con
un incremento de 12 brotes, 615 personas afectadas,
201 hospitalizados y 02 defunciones, con respecto al
mismo periodo del año anterior. Hasta la SE15-2019,
el 22,7 % (5/22) de los brotes fueron ocasionados por
Salmonella con Escherichia coli; mientras que, durante
el mismo periodo del año anterior, el 20 % (2/10) de
los brotes fueron causados por sustancias químicas.
En la mayor proporción de los brotes notificados
en estos periodos, no se determinó el agente causal,
recomendando fortalecer la vigilancia, prevención y
control de las ETA, con participación de entidades
intra e interinstitucionales a nivel nacional, actualizar
los documentos técnicos normativos para la vigilancia,
prevención y control de las ETA, con participación de
entidades del sector salud involucradas a nivel nacional,
promover la comunicación de brotes de ETA en la
población, difundiendo medidas de prevención y control
en establecimientos de salud, instituciones educativas
y medios de comunicación a nivel nacional. Indica que
hasta la SE 15-2019 fueron notificados 22 brotes de
ETA en 12 departamentos a nivel nacional, donde, un
total de 729 personas resultaron afectadas, 214 fueron
hospitalizados y 03 fallecieron a consecuencia de este
daño. La mayor proporción de brotes fue reportada en
los departamentos de Lambayeque (18,2 %) y Tumbes
(13,6%) con 137 afectados, 87 hospitalizados y 01
defunción. En este periodo, el departamento del Cusco
notificó el mayor número de personas afectadas (269,
36,9%) que fueron identificadas en un (01) solo brote,
mientras que Lambayeque reportó el mayor número
de hospitalizados (85, 39,7%) en relación al total.
Asimismo, los departamentos de Junín (01), Huánuco
(01) y Lambayeque (01) notificaron el total de las
defunciones, con tasas de letalidad del 25,0%, 5.3% y
1,0 %, respectivamente. Hasta la SE15-2019, se observó
un incremento en la notificación de las ETA, con 12
brotes, 615 personas afectadas, 201 hospitalizados y
02 defunciones más, con respecto al mismo período del
año anterior. En relación al agente causal, considerando
hasta la SE15-2019, el 22,7% (5/22) de los brotes fueron
ocasionados por Salmonella sp con Escherichia coli, el
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| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 3 | N. 2 | julio - diciembre | 2024 |
9,1% (2/22) por Salmonella sp y el 9,1% (2/22) aún se
encuentran en investigación. Asimismo, en el 59,1 %
(13/22) del total de brotes notificados no se determinó el
agente causal. Por otro lado, durante el mismo período
del año anterior, el 20% (2/10) de los brotes fueron
causados por sustancias químicas y solo un 10% (1/10)
por Salmonella; sin determinarse en un 70% (7/10) de
los brotes notificados el agente causal.
Van et al. (2020) evaluaron la eficiencia
del uso de la tecnología de plasma frío para tratar el
agua subterránea con el propósito de suministrar agua
doméstica. Los resultados experimentales mostraron
que el plasma frío era un método efectivo para eliminar
E. coli sp. en agua. Después del tratamiento con
plasma frío, la concentración de E. coli sp. disminuyó
significativamente. Además, el plasma frío redujo en gran
medida los niveles de hierro y arsénico. Sin embargo,
el rendimiento de eliminar el arsénico por plasma frío
aumentó con la presencia de iones ferrosos y férricos.
El cloruro, el índice de permanganato, la conductividad
eléctrica y el pH de las muestras de agua subterránea
se modificaron ligeramente después del tratamiento con
plasma frío. Una de las desventajas del plasma frío es
que aumenta significativamente la concentración de
nitrato.
Volkov et al. (2019) en la investigación que
realizaron sobre tratamiento de semillas y plantas por
plasma a presión atmosférica fría generada eléctricamente
puede acelerar la germinación de las semillas y las
tasas de crecimiento de la radícula. El plasma genera
especies reactivas de oxígeno y nitrógeno, fotones UV
y campos electromagnéticos de alta frecuencia que
pueden penetrar en las capas de semillas y modificar sus
propiedades superficiales. Los datos del microscopio de
fuerza atómica muestran que el helio frío o el plasma de
argón inducen una fuerte corrugación de las capas de
semillas de calabaza, producen poros y defectos en la
superficie. Estas deformaciones estructurales y poración
mejoran la absorción de agua por las semillas durante
el proceso de embebido, aceleran la germinación de las
semillas y aumentan el crecimiento de las semillas. Li
et al. (2019), sostienen que el plasma frío no térmico
es un método novedoso para mantener la seguridad e
inducir la acumulación fenólica en la fruta de pitahaya
(Hylocereus undatus) recién cortada y se investigaron
los posibles mecanismos. Los resultados mostraron que
el tratamiento con plasma frío (60 kV durante 5 minutos)
inhibió significativamente el crecimiento del recuento
de bacterias aerobias totales, aumentó la acumulación
fenólica inducida por el corte y mejoró la actividad
antioxidante en la fruta de pitahaya recién cortada.
Además, el tratamiento con plasma frío promovió el
consumo de azúcares principales, mejoró el nivel de
energía, aceleró la generación de especies reactivas de
oxígeno (ROS) en el almacenamiento anterior, aumentó
la expresión génica y la actividad de enzimas cruciales
en la vía fenilpropanoide. Dong et al. (2020), indica
sobre la sinterización instantánea utilizando un enfoque
sin contacto. El proceso se basa en la barrera dieléctrica
de descarga de plasma frío atmosférico que permite la
sinterización instantánea sin precalentamiento externo.
El penacho de plasma frío distribuido uniformemente
contribuyó a la densificación homogénea de las muestras
de circonia, en cambio la descarga del arco resultó en
material sinterizado y agrietado. La densidad final y
el tamaño de grano podrían controlarse ajustando la
corriente y el tiempo de descarga. Se sinterizó un disco
de 7 mm de diámetro hasta el 99% en 30 segundos
pasando una corriente de 15 mA (0,39 mA / mm2). La
técnica propuesta es escalable industrialmente y ofrece
un reemplazo confiable a los electrodos de platino.
Sen, et al. (2019) evaluaron los efectos de
desinfección con la presión atmosférica fría (AP, 3000L
/ h de aire, 25kHz, 655W-1.7min) y plasmas de baja
presión (LP, aire-100W-30min) e irradiación gamma
(GMI, 10 se investigaron los tratamientos con kGy-
10min) en diferentes concentraciones de aflatoxina
B1 pura (AFB1) y AFB1 + B2 (TotAF), así como las
mismas toxinas añadidas a la avellana. Ambos plasmas
redujeron el 72-73% de AFB1 (3ppb) añadidos a las
avellanas, mientras que GMI redujo el 47% de AFB1.
Las reducciones de TotAF (6 ppb) en la avellana después
de ambos plasmas fueron del 70 al 71 %, que también
fue mayor que la del GMI (15,5%). Sin embargo, las
reducciones en AFB1 puro a 1–50 ppb y TotAF a 1,03–
51,5ppb después de GMI (97–100 %) fueron mayores
que las de los plasmas AP (55–75 %) y LP (69–90 %). El
plasma AP tiene el potencial de ser una alternativa a los
métodos de desintoxicación convencionales porque es
efectivo en las aflatoxinas en los alimentos y mantiene los
atributos sensoriales de los alimentos evaluados por un
panel sensorial. Hou et al. (2019), se centran en los efectos
del plasma frío, una novedosa tecnología no térmica, en
la calidad del jugo de arándano, como la inactivación de
Bacillus, antocianinas, fenólicos, vitamina C, actividad
antioxidante y cambio de color. La concentración de
oxígeno (0, 05% y 1%) de gas ionizado se confirmó
en primer lugar como los principales factores para el
tratamiento con el plasma frío además del tiempo de
tratamiento (2, 4 y 6 minutos). El incremento del tiempo
de tratamiento y la concentración de oxígeno promovió
significativamente una tendencia creciente de muerte
para Bacillus sp. En comparación con el tratamiento
térmico, el contenido de compuestos fenólicos aumentó
significativamente con el tratamiento de plasma frio, y
también el tratamiento de plasma frio podría mantener
mejor el color original del jugo de arándano. En términos
de antocianina y vitamina C, se sugirió un tiempo de
exposición relativamente menor del plasma frío. Illera et
al. (2019) indican que el tratamiento directo con plasma
frío se ha investigado como una tecnología alternativa
no térmica como un medio para mantener y mejorar la
calidad del jugo fresco de manzana turbia. Las variables
de proceso estudiadas incluyeron el tipo de descarga de
plasma, el voltaje de entrada y el tiempo de tratamiento
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| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 3 | N. 2 | julio - diciembre | 2024 |
en la inactivación del polifenol oxidasa (PPO). El mejor
tratamiento fue el plasma con descarga de chispas a
10,5 kV durante 5 minutos, con una inactivación casi
total de PPO, aunque también se registró una buena
inactivación de PPO utilizando tiempos de tratamiento
más cortos. La actividad residual (AR) de PPO fue de
16 y 27,6% después de 5 y 4 minutos de tratamiento,
respectivamente. Esta inactivación de PPO se mantuvo
durante las pruebas de almacenamiento, pero disminuyó
con las muestras tratadas durante un tiempo más corto.
El tratamiento con plasma mejoró los parámetros clave
de calidad del jugo dorado de manzana turbia, con la
retención de los parámetros críticos de calidad durante
las pruebas de almacenamiento prolongado. El color fue
el cambio más notable, que se mejoró con la retención
de un color más verde.
Considerando lo manifestado, el objetivo
de la investigación fue evaluar el efecto del plasma
frio en la carne de cerdo obtenido del mercado de
abastos de la ciudad de Huaraz y expuesto a diferentes
niveles de tiempo y temperatura para la eliminación
de microorganismos patógenos, fisicoquímicos y
organolépticos.
Tabla 1
Tratamientos de la investigación
Materiales y métodos
La investigación se llevó a cabo en el
departamento Ancash, específicamente en la provincia
y distrito Huaraz, en las instalaciones de la Universidad
Nacional Santiago Antúnez de Mayolo: Laboratorios de
análisis de alimentos, investigación, análisis sensorial y
laboratorio de calidad ambiental (LCA).
Se utilizó una muestra de carne de cerdo
proveniente del mercado de abastos de la ciudad de
Huaraz, la muestra total fue de 5 kilogramos, que fueron
distribuidos en pequeñas muestra de acuerdo al diseño
experimental (Tabla 1, Figura 1) para evaluar frente
al tiempo de exposición del plasma frío (5, 10 y 15
minutos) y a una temperatura de plasma (25, 30 grados
centígrados), hasta la eliminación de microorganismos
patógenos como coliformes totales, salmonella y
aerobios viables, evaluándose en esas condiciones al
pH, % de ácido láctico, humedad, color, olor, apariencia
general y textura.
Nota. El factor A está formado por 3 niveles y el factor B por dos niveles. A= Tiempo de exposición al plasma frio (5, 10 y 15 minutos). B=
Temperatura del gas plasma (25, 30 grados centígrados).
Para la evaluación de la eliminación de
microorganismos patógenos, cambios fisicoquímicos y
los atributos organolépticos en carne de cerdo, se utilizó
el Diseño Bloque Completamente Aleatorio (DBCA).
En tanto que para la clasificación de tratamientos se
utilizó la prueba de Tukey a un nivel de significación
de (α=0,05). La escala hedónica para la evaluación
sensorial esta manifestada en la Tabla 2.
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Tabla 2
Escala hedónica para la evaluación sensorial de aceptabilidad
Nota. La tabla muestra los atributos de cada muestra sometida a la evaluación. Construida a partir de la tabla de Sotomayor (2008).
Los datos resultados de la evaluación sensorial
fueron analizados estadísticamente a través de la prueba
no paramétrica de Friedman a un nivel de significación
α = 5 % y su correspondiente prueba de clasificación de
tratamientos (Sotomayor, 2008).
Figura 1
Etapas experimentales consideradas en la investigación
Nota. La figura muestra las etapas de diseño experimental del plasma frío.
Caracterización fisicoquímica y microbiológica de la
carne
Comprendieron dos tipos de caracterizaciones:
la fisicoquímica y la microbiológica. Para las mediciones
biométricas, se tomaron al azar de carne de cerdo de 5
gramos de peso aproximadamente, en corte tipo filete
de aproximadamente de dos por dos centímetros y un
centímetro de espesor (4 cm
3
). Este procedimiento
se realizó con la finalidad de caracterizar la materia
prima en cuanto a, peso y color, y a su vez cuantificar
la carga microbiana en el proceso de aplicación del
plasma frío sobre su superficie. En lo que respecta a la
caracterización fisicoquímica, se consideró el pH, %
ácido láctico, proteína y humedad.
Evaluación
fisicoquímica
y
microbiológica
de
la
carne de cerdo tratada
Se evaluó el comportamiento del pH, % ácido
láctico, proteína, humedad y la carga microbiana como
la Salmonella, aerobios viables y coliformes totales,
durante cinco, diez y quince minutos de tratamiento con
plasma frio.
Evaluación de la aceptabilidad de carne de cerdo
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tratado
La
degradación
del
pH,
%
ácido
láctico,
Resultados
Efecto del tiempo de acción del plasma frío sobre la
proteína, humedad y la carga microbiana durante 1
día a temperatura ambiente, están de alguna forma
relacionados entre sí y a su vez con la pérdida sensorial
de la aceptabilidad. Es por esta razón que también se
evalúo el efecto de los tratamientos de estudio, en la
variación de la aceptabilidad durante: cinco, diez y
quince minutos de tratamiento con plasma frio. La
evaluación sensorial se realizó mediante panelistas
semientrenados y utilizando una escala hedónica de 7
puntos.
eliminación de microorganismos patógenos
El análisis de varianza no mostró diferencias
significativas en la eliminación de microorganismos
patógenos (coliformes totales, salmonella y aerobios
viables) entre las temperaturas de 25 y 30 grados
centígrados y 5, 10 y 15 minutos de exposición. Sin
embargo, se observó que a los 15 minutos de exposición
se logró la destrucción de estos microorganismos
patógenos, como se muestra en la Figura 2, 3 y 4.
Figura 2
Gráficas de destrucción de coliformes totales
Nota. En la Figura 2 se muestra la tendencia de la destrucción de coliformes totales en función al tiempo de exposición al plasma a 25 °C y 30 °C,
tomados a partir de datos del experimento.
Figura 3
Curva de destrucción de aerobios viables en función al tiempo de exposición de plasma frio a 25 °Cy 30 °C
Nota. En la Figura 3, se muestra la evolución de la destrucción de los aerobios viables en función al tiempo de exposición al plasma a 25°C. y 30 °C,
tomados a partir de datos del experimento.
Figura 3
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| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 3 | N. 2 | julio - diciembre | 2024 |
Curva de destrucción de aerobios viables en función al tiempo de exposición de plasma frio a 25 °C y 30 °C
Nota. En la Figura 3, se muestra la evolución de la destrucción de los aerobios viables en función al tiempo de exposición al plasma a 25°C. y 30 °C,
tomados a partir de datos del experimento.
Figura 4
Curva de destrucción de la salmonella sp en función al tiempo de exposición de plasma frio a 25 °C y 30 °C
Nota. En la Figura 4 se presenta la tendencia de reducción de Salmonella sp en función del tiempo de exposición al plasma, tanto a 25 °C como a 30
°C, basada en los datos recogidos durante el experimento.
En la Figura 2, 3 y 4 se muestra la tendencia
a 25 y 30 °C de coliformes totales, aerobios viables
y
salmonella,
determinada
experimentalmente,
a
0, 5,10 y 15 minutos de exposición de plasma frio,
observándose otra curva de comparación sin exposición
al plasma frío que sigue una tendencia al crecimiento
microbiano diferente expuesta a ambas temperaturas.
Para los tiempos según el ANVA para una p<0,05 no
es significativo, lo que indica que en los tres tiempos
los resultados de destrucción de coliformes totales
son iguales estadísticamente, a una temperatura de
exposición de 25 o 30 grados centígrados.
Efecto de tiempo de acción de plasma frio sobre
cambios fisicoquímicos
El análisis de varianza realizado para evaluar
los cambios fisicoquímicos a temperaturas de 25
y 30 grados centígrados, con diferentes tiempos
de exposición, indica estadísticamente que no se
observaron diferencias significativas. Esto sugiere que la
aplicación del plasma sobre la carne de cerdo no afecta
los parámetros fisicoquímicos como el pH, el porcentaje
de ácido láctico, la proteína y la humedad, en las Figuras
5, 6, 7 y 8 se aprecian la variación a 25 y 30 °C , la
variación de estos parámetros, cuando son sometidos al
plasma.
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Figura 5
Gráfica de variación de la proteína g/100 de carne de cerdo
Nota. La Figura 5 exhibe la relación entre el tiempo de exposición al plasma frío a 25 °C y 30 °C y la variación en el contenido de proteína (g/100 g
de la carne de cerdo), utilizando datos recopilados en el experimento a distintos intervalos de tiempo.
Figura 6
Gráfica de variación de la humedad de la carne de cerdo en función al tiempo de exposición al plasma frio a 25 °C
Nota. La Figura 6, exhibe la relación entre el tiempo de exposición al plasma frío a 25 °C y 30 °C y la variación en el contenido de proteína (g/100 g
de la carne de cerdo), utilizando datos recopilados en el experimento a distintos intervalos de tiempo.
Figura 7
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Gráfica de variación del % de ácido láctico (g/100ml de la carne de cerdo) en función al tiempo de exposición al plasma
frio a 25 °C
Nota. La Figura 7 presenta la relación entre el tiempo de exposición al plasma frío a 25°C y 30°C y la variación del % de ácido láctico de la carne de
cerdo, con base en datos recolectados en diferentes intervalos de tiempo durante el experimento.
Figura 8
Gráfica de variación del pH de la carne de cerdo en función al tiempo de exposición al plasma frio a 25 y 30 °C
Nota. La Figura 8 muestra la variación en pH de la carne de cerdo en función del tiempo de exposición al plasma frío a 25 °C y 30 °C, utilizando datos
obtenidos en distintos intervalos de tiempo a lo largo del experimento.
Efecto del tiempo de exposición al plasma frio a la
temperatura de 25 y 30 grados centígrados sobre los
atributos sensoriales
Los resultados estadísticos de la Prueba
de Friedman para olor, color, apariencia y textura,
señalan que no existen diferencias significativas y que
la aplicación de plasma frio no afecta los atributos
evaluados.
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Tabla 3
Promedios de la evaluación sensorial del atributo olor y clasificación de acuerdo a la Prueba de Friedman a α=0,05
Nota. En la Tabla 3 se muestra en cada columna las medias con igual letra son significativamente iguales de acuerdo a la prueba de Friedman (p<0,05)..
La Tabla 3, reporta que la carne de cerdo
tratado con plasma frio por 15 minutos a 25 y 30 grados
centígrados son iguales estadísticamente para el atributo
olor y a la vez igual a la carne de cerdo sin tratamiento
del plasma frío.
Tabla 4
Promedios de la evaluación sensorial del atributo textura y clasificación de acuerdo a la Prueba de Friedman a α=0,05
Nota. En la tabla 4 se muestra en cada columna las medias con igual letra son significativamente iguales de acuerdo a la prueba de Friedman (p<0,05).
En cada columna las medias con igual letra
son significativamente iguales de acuerdo a la prueba de
Friedman (p<0,05).
La Tabla 4, reporta que la carne de cerdo
tratado con plasma frío por 15 minutos a 25 y 30 grados
centígrados es igual estadísticamente para el atributo
textura, y a la vez igual a la carne de cerdo sin tratamiento
del plasma frío.
Tabla 5
Promedios de la evaluación sensorial del atributo color y clasificación de acuerdo a la Prueba de Friedman a α=0,05
Nota. En la tabla 5 se muestra en cada columna las medias con igual letra son significativamente iguales de acuerdo a la prueba de Friedman (p<0,05).
La Tabla 5, indica que, estadísticamente la
carne de cerdo tratado con plasma frío por 15 minutos a
25 y 30 °C, no presentan diferencias significativas para
el atributo color, y a la vez es igual a la carne de cerdo
sin tratamiento del plasma frío.
Tabla 6
Promedios de la evaluación sensorial del atributo apariencia y clasificación de acuerdo a la Prueba de Friedman a
α=0,05
Nota. En la tabla 6 se muestra en cada columna las medias con igual letra son significativamente iguales de acuerdo a la prueba de Friedman
(p<0,05).
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La Tabla 6 muestra que, estadísticamente, la apariencia
de la carne de cerdo tratada con plasma frío durante
15 minutos a 25 y 30 grados centígrados no difiere
significativamente entre sí y tampoco de la carne de
cerdo sin tratamiento con plasma frío.
Discusión
Efecto del tiempo de acción del plasma frío, sobre la
eliminación de microorganismos patógenos, cambios
fisicoquímicos y organolépticos en carne de cerdo
El plasma frío se utiliza en diversas áreas
de la industria debido a su capacidad de inhibir
microorganismos. La carne de cerdo es un alimento
recomendable debido a su aporte en proteínas, la
aplicación del plasma frio en la carne de cerdo utilizada
como materia prima, se demostró que los componentes
de la carne están acorde a los parámetros establecidos
en la literatura, sin embargo cuando existe carga
microbiana como coliformes totales, se obtuvo 3, 9 Log
UFC/g, 5,24 Log ufc/g de Aerobios viables y presencia
de Salmonella, según los criterios microbiológicos, estos
valores están dentro del rango aceptado, a excepción de
la presencia de Salmonella. Los diferentes tratamientos
aplicados a la carne de cerdo, mostraron diferencias
significativas en la reducción microbiana, por ejemplo,
a 25 °C, los coliformes totales se redujeron de 3.9
Log ufc/g hasta 0,16 Log ufc/g, mientras que a 30 °C
de redujo hasta 0,1 Log ufc/g, en el caso de aerobios
viables, a 25 °C se redujo de 5,24 Log ufc/g hasta 0,53
Log ufc/g y a 30 °C se redujo hasta 0,12 Log ufc/g, para
ambos casos, la reducción microbiana fue proporcional
al tiempo. Sin embargo, para la Salmonella, a 25 °C el
efecto inhibidor se observó a partir de los 10 minutos,
inhibiéndose completamente a los 15 minutos de
tratamiento con plasma frío, de manera similar ocurrió
con el tratamiento a 30 °C observándose una reducción
a partir de los 5 minutos inhibiendo la total de células
a los 10 minutos de tratamiento. Los tratamientos con
plasma frío son efectivos para reducir enterobacterias
como Salmonella incluso shigatoxinas (Thomas-Popo
et al., 2019). Roh et al. (2020) redujeron la Salmonella
en carne de pollo en formas de cubo, un total de 3,7
Log ufc/cubo, sin embargo la efectividad del plasma
para reducir la carga microbiana está en función del tipo
de gas utilizado, Hertwig et al.(2017) lograron inactivar
Salmonella enteritidis PT30 con Aire > 5.0 log10, con
O2 4.8 Log10 y N2 2.0 log10 luego de 15 minutos de
tratamiento, estos efectos estaría relacionados con los
diferentes radicales libres que generan los diferentes
gases que son utilizados para generar plasma frío.
Incluso los tratamientos con plasma frío en alimentos
tiene un efecto no significativo en las características
sensoriales de alimentos (Chen et al., 2021). Los daños
provocados por el plasma frío para la inhibición de
bacterias es la oxidación de la pared celular a causa de
los radicales libres, electrones cargados positivamente,
luz UV, así como por la electroporación y daño al ADN
en microorganismos (Solís-Pacheco et al., 2017).
Cálculo del tiempo de exposición al plasma frio a
la temperatura de 25 grados centígrados para los
cambios fisicoquímicos
Debido a los diferentes efectos no significativos
que el plasma provoca en alimentos, se considera como
una tecnología adecuado para la aplicación en alimentos
(Solís-Pacheco et al., 2013). Las características
fisicoquímicas en la carne de cerdo al inicio comparado
con la carne antes de ser sometidos a tratamiento con
plasma frío, sufrieron algunos cambios, por ejemplo,
en cuanto al contenido de proteínas, humedad y pH no
hubo diferencia estadística, sin embargo, en cuanto a la
acidez si hubo diferencia estadística, ya que la acidez se
incrementó de 0,55 ± 0,005 hasta 1,67 ± 0,005 % de
ácido láctico, esta variación posiblemente sea a causa
del tiempo de almacenamiento de la carne previo a los
tratamientos con plasma frío. Luego de ser sometidos al
tratamiento con plasma frío, en cuanto al contenido de
proteínas, se observó diferencias estadísticas de acuerdo
a los diferentes tiempos de tratamientos, por ejemplo
a 25 °C al ser sometido con plasma frío el contenido
proteico descendió desde 27,12%, hasta 26,81% a los 10
min de tratamiento, luego a los 15 min se obtuvo 26,99%
de proteína, mientras que a 30 °C el contenido proteico
disminuyó de 27,07% hasta 26,86% luego de 15 minutos
de tratamiento: En cuanto a la humedad, a 25 °C no se
vio afectado por el tratamiento con plasma, reportando
valores de 65,09% hasta 65,03% a los 15 minutos de
tratamiento, pero a 30 °C si hubo una disminución de
humedad desde 65,33% hasta 65,03%, en cuanto a
la acidez a 25 °C no hubo diferencia significativa, ya
que mantuvo en 0,54% de ácido láctico, pero a 30 °C
mostró variación desde 0,56 hasta 0,54%, en cuanto al
pH a 25 °C no hubo diferencia estadística reportando
en promedio 5,5, de manera similar se observó a
30n°C de tratamiento con promedio de pH de 5,5.
Las características sensoriales en alimentos son no
significativos, indica Ganesan et al., (2021).
Conclusiones
Se ha determinado que tanto el tiempo como la
temperatura del plasma frío influyen en la eliminación
de microorganismos patógenos y en los cambios
fisicoquímicos y organolépticos de la carne de cerdo. Se
evaluó cómo diferentes niveles de tiempo y temperatura
del plasma frío afectan estos aspectos. Los resultados
indican que la temperatura de 25 °C y un tiempo de 15
minutos tienen un efecto significativo y pronunciado.
Los datos obtenidos demuestran que la aplicación del
plasma frío no afecta significativamente los cambios
fisicoquímicos como el contenido de proteína, humedad,
porcentaje de ácido láctico y pH, así como atributos
sensoriales como el color, olor, apariencia general y
textura. Las Figuras 6, 7 y 8 muestran las curvas de
destrucción microbiana en la carne de cerdo, construidas
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a partir de datos de diferentes tiempos de exposición al
plasma frío a 30 °C. Los resultados confirman que la
temperatura de 25 °C y un tiempo de 15 minutos son
los más efectivos en la destrucción de microorganismos
patógenos.
Recomendaciones
Es necesario investigar la aplicación de
diferentes tiempos y temperaturas del plasma frío en
carne de cerdo en diversos empaques, contenidos y
pesos para la inactivación de microorganismos. También
se debe estudiar el tiempo de vida útil de la carne de
cerdo bajo diferentes condiciones de almacenamiento
al aplicar el plasma frío. Es importante aplicar distintos
tiempos y temperaturas del plasma frío para prevenir
el pardeamiento de Maillard. Además, se deben
abordar investigaciones en diversos tipos de carnes,
considerando la carga microbiana y los posibles cambios
fisicoquímicos para comparar los resultados. Continuar
con estudios sobre la aplicación de esta tecnología en
alimentos líquidos, teniendo en cuenta el tiempo, la
temperatura y el medio sustrato. Es crucial ajustar
las condiciones de tiempo y temperatura para obtener
mediciones más precisas mediante la reducción de la
escala de aplicación. Finalmente, se sugiere implementar
esta tecnología en programas sociales relacionados con
la inocuidad alimentaria.
Referencias
Almeida, F., Souza, R., Cullen, P., Frias, J., Bourke,
P., Fernandes, F., & Rodrigues, S. (2015).
Effects of atmospheric cold plasma and ozone
on prebiotic orange juice. Innovative Food
Science & Emerging Technologies. https://
www.researchgate.net/publication/282974174_
Effects_of_atmospheric_cold_plasma_and_
ozone_on_prebiotic_orange_juice
Borgoño, N. (2019). Reporte de enfermedades
transmitidas por alimentos (ETA) en el Perú.
Boletín Epidemiológico del Perú, (15), 381-383.
https://www.dge.gob.pe/portal/docs/vigilancia/
boletines/2019/15.pdf
Chen, Z., Garcia, G., Arumugaswami, V., & Wirz,
R. (2020). Cols plasma for SARS-CoV-2
inactivation. Physics of fluids, 2-6. https://
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33244211/
Dong, J., Wang, Z., Zhao, X., Biesuz, M., Saunder, T.,
Zhang, Z., Grasso, S. (2020). Contactless flash
sintering based on cold plasm. Scripta Materialia,
(175), 20-23. https://www.researchgate.net/
publication/336150471_Contactless_flash_
sintering_based_on_cold_plasma
Ganesan, A. (2021). Application of cold plasma on
food matrices: A review on current and future
prospects. Journal of Food Processing and
Preservation, 45(1). https://www.researchgate.
net/publication/347042415_Application_of_
cold_plasma_on_food_matrices_A_review_on_
current_and_future_prospects
Hertwig, C., Reineke, K., Rauh, C., & Schlüter, O. (2017).
Factors involved in Bacillus spore's resistance to
cold atmospheric pressure plasma. Innovative
Food Science & Emerging Technologies, 43
(2), 173-181. https://www.researchgate.net/
publication/319009942_Factors_involved_
in_Bacillus_spore's_resistance_to_cold_
atmospheric_pressure_plasma
Hou, Y., Gan, Z., Shao, T., Zhang, X., He, M., & Sun, A.
(2019). Effect of cold plasma on blueberry juice
quality. Food Chemistry, 8(290), 79-86. https://
www.researchgate.net/publication/332253525_
Effect_of_cold_plasma_on_blueberry_juice_
quality
Illera, A., Sanz, M., Ng, S., Lu, P., Jones, J., Carey,
E., & Bourke, P. (2019). Effect of cold plasma
on polyphenol oxidase inactivation in cloudy
apple juice and on the quiality parameters
of the juice during storage. Food Chemistry,
X, 9, 201-2015. https://www.researchgate.
net/publication/335036932_Effect_of_Cold_
plasma_on_Polyphenol_oxidase_inactivation_
in_cloudy_apple_juice_and_on_the_quality_
parameters_of_the_juice_during_storage/
fulltext/5d7d185d299bf1d5a97ed9bc/Effect-
of-Cold-plasma-on-Polyphenol-oxidase-
inactivation-in-cloudy-apple-juice-and-on-the-
quality-parameters-of-the-juice-during-storage.
pdf
Roh, S., Oh, Y., Lee, S., Kang, J., & SC, M. (2020).
Inactivation of Escherichia coli O157:
H7, Salmonella, Listeria monocytogenes,
and Tulane virus in processed chicken
breast via atmospheric in-package cold
plasma treatment. LWT - Food Science and
Technology, 127(1). https://www.researchgate.
net/publication/340745759_Inactivation_
of_Escherichia_coli_O157H7_Salmonella_
Listeria_monocytogenes_and_Tulane_virus_in_
processed_chicken_breast_via_atmospheric_in-
package_cold_plasma_treatment
Sen, Y., Ulusoy, O., & Mutlu, M. (2019). Detoxificatión
of hazelnuts by different cold plasmas and gamma
irradiation treatments. Innovative Food Science
& Emerging Technologies, (54), 252-259. https://
www.academia.edu/40131337/Detoxification_
of_hazelnuts_by_different_cold_plasmas_and_
121
| Cátedra Villarreal Posgrado | Lima, Perú | V. 3 | N. 2 | julio - diciembre | 2024 |
gamma_irradiation_treatments
Solís-Pacheco, J., Aguilar-Uscanga, B., Villanueva-
Tiburcio, J., Macías-Rodríguez, M., Viveros-
Paredes, J., González-Reynoso, O., & Peña-
Eguiluz, R. (2017). Effect and mechanism of
action of non-thermal plasma in the survival of
Escherichia coli, Staphylococcus aureus and
Saccharomyces cerevisiae. Journal article:
Journal of Microbiology, Biotechnology and
Food Sciences, 7(2), 137-142. https://www.
researchgate.net/publication/320418718_
Effect_and_mechanism_of_action_of_
non- thermal_plasma_in_the_survival_of_
Escherichia_coli_Staphylococcus_ aureus
_and_Saccharomyces_cerevisiae
Sotomayor, R. (2008). Métodos Estadísticos para
la Investigación I. Universidad Agraria
La Molina. https://www.studocu.com/
pe/course/universidad-nacional-agraria-
la-molina/metodos-estadisticos-para-la-
investigacion-i/4455346
Thomas-Popo, E., Mendonça, A., Misra, N., Little,
A., Wan, Z., Moutiq, R., Keener, K. (2019).
Inactivation of Shiga-toxin-producing
Escherichia coli, Salmonella enterica and
natural microflora on tempered wheat grains
by atmospheric cold plasma. Food Control,
104, 231-239. https://www.researchgate.net/
publication/332681384_Inactivation_of_Shiga-
toxin-producing_Escherichia_coli_Salmonella_
enterica_and_Natural_Microflora_on_Tempered
_Wheat_Grains_by_Atmospheric_Cold_Plasma
Van, N., Minh, Danh, H., Vinh, L., & Hoang, L. (2020).
An investigation on treatment of groundwater
with cold plasma for domestic water supply.
Groundwarer for Sustainable Develipment,
(10), 22-24. https://www.researchgate.net/
publication/337429185_An_Investigation_
on_Treatment_of_Groundwater_with_Cold_
Plasma_for_Domestic_Water_Supply
Volkov, A., Hairston, J., Patel, D., Gott, R., & Xu, K.
(2019). Cold plasma poration and corrugation
of pumpkin seed coats. https://pubmed.ncbi.nlm.
nih.gov/31004911/
